Các virus sinh khối u

Đại cương về khối u ở động vật

Đặc điểm của mô động vật là sự phát triển điều hòa và giới hạn của tế bào. Trong một hiện tượng hiếm, một tế bào có thể thóat khỏi những bó buộc điều hòa bình thường và phân chia một cách không kiểm soát, tạo nên một khối lượng mô không bình thường. Những khối lượng như thế gọi là khối u.

Khối u được phân loại theo cách thức phát triển thành 2 nhóm: u lành tính và u ác tính. Nhóm không xâm lấn mô xung quanh được gọi là lành tính, chúng phát triển bằng cách dời chỗ tế bào kế cận và hiếm khi giết chết cơ thể trừ trường hợp chúng xảy ra ở não. U ác tính gọi là ung thư xâm lấn và giết chết tế bào xung quanh lúc chúng phát triển, chúng cũng phóng thích vào máu và bạch huyết những tế bào có khả năng tạo nên những tiêu điểm khối u mới gọi là di căn.

U lành tinh và ác tính đều được gọi bằng một từ tận cùng là oma. Ung thư tạo bởi từ những lớp tế bào gọi là carcinoma, ung thư phát sinh từ mô liên kết hoặc mạch máu gọi là sarcoma. Nhiều ung thư được gọi tên theo tế bào đặc hiệu mà chúng tạo thành. Ví dụ hepatoma hình thành từ hepatocyte ở gan, melanoma từ melanocyte ở da và lymphoma từ lympho bào. Một ngoại lệ ở trường hợp leukemia phát sinh ở tủy xương tạo thành bạch cầu.

Virus sinh khối u

Virus sinh khối u lần đầu tiên được V. Ellerman và O.Bang khám phá năm 1908 lúc chứng minh bệnh bạch cầu gà (ALV) có thể truyền cho gà khác bởi dịch lọc của các tế bào máu. Năm 1911, P. Rous phát hiện sarcoma gà cũng có thể truyền một cách tương tự như thế và khẳng định tác nhân truyền bệnh là 1 virus, hiện nay gọi virus sarcoma của Rous (RSV), là một Retrovirus.

Lúc đầu sự khám phá virus gây khối u ở gà ít được quan tâm, nhưng vào năm 1932 lúc R. Syope cho thấy papilloma ở thỏ cũng do một virus gây nên thì sự lưu ý gia tăng. Sự quan tâm tăng lên năm 1936 lúc J. Bitter chứng minh virus u vú ở chuột (MTV) có thể truyền qua sữa từ chuột mẹ sang chuột con. Công trình của Bitter cho ta hiểu nhiều phương diện quan trọng của virus ung thư: một động vật bị nhiễm virus ung thư lúc tre thơ có thể không phát triển khối u cho đến lúc trưởng thành, một virus sinh khối u không phải luôn luôn hình thành khôi u, nhiều nhân tố như môi trường xung quanh, sinh lý của vật chủ cũng quan trọng. Chuột cái nhiễm MTV lúc nhỏ phát triển khối u với tần số cao lúc mang thai.

Những virus sinh khối u khám phá cho đến nay phần lớn là những virus ADN: poxvirus, adenovirus, herpesvirus, papovavirus, virus viêm gan B và chỉ tìm thấy một nhóm virus ARN là Retrovirus. Nhưng Retrovirus sau khi xâm nhiễm tế bào thì ARN được sao mã thành ADN rồi tích hợp vào nhiễm sắc thể của tế bào. Nên người ta có thể khăng định sự sinh khối u là một thuộc tính liên quan đến ADN của virus.

Virus ADN sinh khối u

Hiện nay chưa một virus nào được khẳng định chắc chắn là virus gây khối u ở người vì không thể làm thực nghiệm virus gây khối u trên người. Tuy nhiên một số virus có những bằng chứng về dịch tể học, huyết thanh học hoặc phát hiện được genom hay kháng nguyên của chúng từ các tế bào khối u người.

Virus polyoma

Virus được gọi tên như thế vì lúc tiêm vào chuột mới đẻ thì làm phát sinh nhiều loại khối u. Chúng được tìm thấy rộng rãi trong quần thể chuột hoang dại cũng như chuột ở phòng thí nghiệm và lây truyền qua chất phân tiết và chất bài tiết.

Virus polyoma là thành viên của họ Polyomaviridae, có cấu trúc đối xứng hình khối, đường kính 42-45 nm, chứa phân tử ADN hai sợi. Virus này tìm thấy ở nuôi cấy tế bào thận khỉ, chúng tạo nên khối u ở chuột đất vàng và biến đổi những tế bào chuột đất vàng in vitro.

Một số thành viên khác của Polyomavirus như virus BK (BKV) và virus JC (JCV) gây nhiễm trùng ở phụ nữ  mang thai, gây nhiễm trùng bẩm sinh cũng như gây nhiễm trùng tái hoạt ở những bệnh nhân ghép thận, ghép tủy xương, người cho có thể là nguồn nhiễm trùng. JCV gây bệnh não nhiều ổ tiến triển (Progressive multifocal leucoencephalopathy: PML) có thể kèm các lymphoma hoặc các u ác tính.

Chẩn đoán virus có thể nhuộm tổ chức bị tổn thương (thận, não), phân lập virus từ nước tiểu hoặc tổ chức bị bệnh, chẩn đoán huyết thanh học tìm kháng thể đặc hiệu.

Virus Papilloma người (human papilloma virus: HPV)

Virus papilloma thuộc họ Papillomaviridae, cấu trúc virion của virus papilloma tương tự như virion polyoma nhưng hơi lớn hơn và cũng chứa phân tử DNA 2 sợi. Hiện nay có ít nhất 60 type được biết.

Những thành viên của HPV tạo nên u nhú lành tính (mụn cóc) ở nhiều động vật kể cả người, mụn cóc người thường biến mất tự nhiên, nhưng cũng có thể phát triển thành ung thư biểu bì da, nhất là những người có hệ thống miễn dịch bị tổn thương. Virus papilloma typ 16 và18 được coi là gây ung thư ở cơ quan sinh dục phụ nữ, như ở thành âm đạo, âm đạo ngoài, cổ tử cung. Ở nam giới, HPV gây ung thư dương vật.

Về chẩn đoán, kỹ thuật lai ADN hiện nay thường được dùng để xác định virus ở trên tổ chức tổn thương.

Herpesvirus

Epstein-Barr virus (EBV)

Được Epstein và cộng sự phát hiện năm 1964 trong nuôi cấy tế bào của một lymphoma Burkitt. EBV là Herpesvirus hướng tế bào lympho B người, phổ biến khắp nơi trên thế giới. EBV được xem là căn nguyên của các bệnh ung thư khác nhau:

Lymphoma Burkitt: là u tế bào lympho B, xảy ra đặc biệt ở trẻ em. Đây là một bệnh tản phát ở Trung Phi và New Guinea và xảy ra lẻ tẻ khắp nơi trên thế giới. In vitro, tế bào của lymphoma phát triển thành dòng tế bào dạng nguyên bào lympho giữ những đặc tính của tế bào gốc. ADN và kháng nguyên nhân của EBV đã được tìm thấy ở những tế bào u lympho Burkitt.

ADN và kháng nguyên nhân của EBV được tìm thấy ở những tế bào u lympho Burkitt, chỉ một đoạn ngắn ADN của EBV tích hợp, còn phần lớn ADN của virus này ở dạng vòng kín và tồn tại ở nguyên sinh chất tế bào. Điều khó khăn để chứng minh rằng EBV gây ung thư ở người là ở vùng dịch tể có tỷ lệ nhiễm EBV rất cao, nhưng tỷ lệ ung thư lại rất thấp. Về bệnh sinh, nhiễm trùng EBV làm mất sự điều hòa miễn dịch, tăng sinh tế bào lympho B liên quan đến hoạt hóa gen c-myc. Có sự chuyển dịch gen  c-myc từ nhiễm sắc thể số 8 đến nhiễm sắc thể số 14, 22 hoặc 2, sự chuyển dịch này đưa gen sinh khối u tế bào tới cạnh vị trí khởi động (promoter) của gen globulin miễn dịch, làm mất sự điều hòa của gen, làm hoạt hóa c-myc đưa đến sự tăng sinh và không biệt hóa tế bào lympho Burkitt.

Tăng bạch cầu lympho nhiễm trùng: thường gặp ở trẻ trên 10 tuổi và những thanh niên bị nhiễm virus tiềm tàng lúc nhỏ ở các nước phương Tây, không gây thành dịch. Một số trường hợp bệnh xãy ra ở trẻ lớn tuổi và người trung niên nhiễm EBV tiên phát (chưa bị nhiễm EBV khi còn nhỏ) do lây qua hôn nhau (virus có trong tuyến nước bọt) hoặc bằng đường truyền máu, ghép cơ quan khi người cho bị nhiễm virus.

U tế bào lympho ở những người suy giảm miễn dịch: nhiễm trùng EBV tiềm tàng ở những người có huyết thanh dương tính được kiểm soát bởi cơ chế miễn dịch qua trung gian tế bào. Ở những người ghép cơ quan hoặc bị AIDS do mất sự kiểm soát này xãy ra hiện tượng “nhiễm trùng tái hoạt” không triệu chứng, một số trường hợp gây nên bệnh tăng sinh bạch cầu liên quan EBV.

Bệnh Hodgkin: trong những năm gần đây, người ta tìm ra những bằng chứng EBV đóng vai trò một phần trong gây bệnh Hodgkin. 60% bệnh nhân Hodgkin có ADN và protein của virus trong các Reed-Sternberg và tế bào lưới của khối u. Tuy nhiên nó chưa đủ để chứng minh EBV là bệnh nguyên của bệnh Hodgkin, cần nghiên cứu thêm về mối liên hệ này.

U lympho bào T: ADN của EBV được tìm thấy với những tỷ lệ thay đổi trong những loại u lympho bào T khác nhau. Cho đến bây giờ, người ta thấy rõ EBV có thể gây nhiễm trùng tế bào lympho T, nhưng vai trò của virus trong cơ chế bệnh sinh u lympho bào T vẫn đang còn được bàn cãi.

Carcinoma mũi hầu: đây là một loại ung thư thường gặp ở đàn ông của một vài nhóm sắc tộc ở Trung Quốc. Bệnh nhân có một chuẩn độ kháng EBV cao. Khối u gồm có những tế bào biểu mô thâm nhiễm lympho. EBV hiện diện trong những tế bào biểu mô. Nó cảm ứng lymphoma lúc tiêm vào khỉ sóc hoặc khỉ cú.

Ngoài ra, gần đây có những báo cáo về mối liên quan giữa EBV với một số ung thư khác như ung thư biểu mô tuyến ức, ung thư tuyến nước bọt, ung thư dạ dày, đặc biệt là ung thư cơ trơn. Tuy nhiên mối liên quan này cần được nghiên cứu thêm.

Herpes simplex virus (HSV)

HSV typ 2 (HSV-2) được coi là virus có thể gây ung thư cho người dựa trên hai loại bằng chứng chính:

Về dịch tễ học: những phụ nữ nhiễm trùng hệ tiết niệu HSV-2 có tỷ lệ ung thư cổ tử cung cao hơn lô không nhiễm HSV-2. Những phụ nữ bị bệnh này chuẩn độ kháng HSV thường tăng hơn lô không nhiễm HSV-2.

Về sinh học phân tử: người ta đã tìm thấy ADN và protein của HSV-2 trong các tế bào ung thư cổ tử cung. HSV-2 có thể gây ra chuyển dạng tế bào in vitro. Phần lớn các phát hiện này có thể được giải thích bằng giả thuyết HSV-2 gây nhiễm trùng ẩn ở những bệnh nhân có hoạt động tình dục sớm lúc tuổi nhỏ.

Virus viêm gan B (hepatitis B virus: HBV)

Ung thư biểu mô gan nguyên phát (hepatoma) thường gặp nhiều ở những người nhiễm HBV hơn những người không nhiễm. Mối liên quan này rất rõ ở châu Phi và châu Á, nơi có tỷ lệ nhiễm HBV và ung thư gan nguyên phát cao. HBV đã mở đường cho ung thư tế bào gan, mặc dù một số bệnh nhân ung thư tế bào gan không có bằng chứng của  nhiễm HBV. Có thể tìm thấy ADN của HBV và kháng nguyên bề mặt của HBV ở các tế bào ung thư gan. Sự tích hợp ADN của HBV có lẽ đã kích hoạt gen sinh ung thư của tế bào.

Virus ARN sinh khối u: Retrovirus

Cấu trúc

Retrovirus có đặc điểm chứa enzyme reverse transcriptase (enzyme sao chép ngược) biến đổi ARN thành ADN. Nhiều Retrovirus gây sarcoma, bệnh bạch cầu, lymphoma và carcinoma ở gà và các động vật có vú. Ngoài ra, Retrovirus còn gồm những thành viên không sinh khối u.

Về cấu trúc, Retrovirus mang những nét đặc thù như virus HIV. Virion có vỏ bọc và nhạy cảm với ete, đường kính khoảng 100 nm, capsid đối xứng hình khối chứa ARN 1 sợi. Genom là một phân tử gồm 8000 đến 10.000 nucleotit. Nét đặc thù  của Retrovirus là sau khi xâm nhiễm tế bào ARN sợi đơn được sao mã thành ADN bổ sung sợi kép (complementary DNA: cDNA). Sau khi hình thành, ADN bổ sung tích hợp vào nhiễm sắc thể của tế bào và được gọi là provirus chứa những gen cần thiết cho sự sao chep của virus. Virus được sao chép đồng thời với nhiễm sắc thể nên genom của virus được truyền lại cho tế bào con, cho nên sự nhiễm trùng ở một cơ thể có thể kéo dài suốt đời. Lúc provirus được biểu hiện, RNA và những thành phần protein của virus xuất hiện ở trong tế bào chất rồi đến tập trung ở màng tế bào, ở đó virus được hình thành, đâm chồi rồi thoát ra khỏi tế bào. Trái với nhiều virus khác, Retrovirus không giết chết tế bào lúc quá trình sao chép hoàn tất, thay vào đó qua biểu hiện gen ngoại sinh nó thay đổi phenotyp của tế bào vật chủ.

Retrovirus gây khối u  ở người

Những virus này ngoài những gen cần thiết cho sự sao chép còn chứa thêm một hoặc nhiều gen phụ. Một trong những gen phụ này gọi là tat (transacting transcriptional activator) mã  hóa một protein làm kích động sự biến đổi những gen khác của virus và có thể một vài gen của tế bào. Một đặc điểm khác của Retrovirus người là tính hướng lympho T4 hỗ trợ (CD4). Mặc dù những tế bào khác có thể bị nhiễm, T4 hỗ trợ được ưu tiên chọn lựa và chứng bệnh gây nên liên quan đến quần thể tế bào này.

Đến hiện nay người ta đã phân lập được hai loại Retrovirus gây bệnh bạch cầu và u lympho bào (human T cell leukemia virus, hay còn gọi là: human T cell lymphotropic virus: HTLV) ở người là HTLV I và HTLV II. Cả hai bệnh virus này đều liên quan đến bệnh bạch cầu (leuxemi) và u lympho bào (lymphoma).

HTLV I (hay HTLV1)

Phần lớn HTLV I cảm ứng bệnh bạch cầu hoặc lymphoma đều liên quan đến lympho T4: lympho T4­ có dạng khổng lồ nhiều nhân hoặc nhiều tiểu thùy, một số trường hợp không có sự thay đổi hình thái rõ rệt. In vitro, sự nhiễm HTLV I làm cho những lympho T bình thường biến đổi hoặc mất chức năng miễn dịch. Bệnh bạch cầu hoặc lymphoma do HTLV I gây nên thường mang một hình thức ung thư đặc biệt gọi là bệnh bạch cầu / lymphoma tế bào T trưởng thành (Adult T cell leukemia/lymphoma: ALT) có quá trình xâm nhiễm, thường tăng bạch cầu máu, nhiễm trùng cơ hội, phân nửa trường hợp do thâm nhiễm bạch cầu. HTLV I cũng liên quan đến bệnh bạch cầu/ lymphoma tế bào T có quá trình mạn tính (15-20%). Những trường hợp ALT điển hình hầu như luôn luôn có HTLV I dương tính.

HTLV  II (hay HTLV 2)

HTLV II đầu tiên được phân lập từ một dòng tế bào ở một bệnh nhân với một biến thể ung thư bạch cầu tua và có thể phân biệt với HTLV I bằng miễn dịch phóng xạ cạnh tranh. Sau đó, virus được phân lập ở nhiều bệnh nhân với hình thức mãn tính hơn về ung thư tế bào. Nhìn chung HTLV II có 55% tương đồng về nucleotide với HTLV I và chỉ có một ít khác biệt về tính chất sinh học. Những test huyết thanh không thể phân biệt kháng thể của 2 virus. Ở nhiều vùng nước Mỹ, virus HTLV  chiếm ưu thế ở dân nghiện là HTLV II.